PABRIK SUPERPHOSPHATE DARI PHOSPHATE ROCK DAN PHOSPHORIC ACID DENGAN PROSES MEYERS

i

PABRIK SUPERPHOSPHATE

DARI PHOSPHATE ROCK DAN PHOSPHORIC ACID

DENGAN PROSES MEYERS

PRA RENCANA PABRIK

Oleh :

YULINDA DWI NARULITA

0731010044

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL

“VETERAN”

JAWA TIMUR

2013

iii

LEMBAR PENGESAHAN

PRA RENCANA PABRIK

PABRIK SUPERPHOSPHATE

DARI PHOSPHATE ROCK DAN PHOSPHORIC ACID

DENGAN PROSES MEYERS

Oleh :

Yulinda Dwi Narulita NPM : 0731010044

Telah Dipertahankan Dihadapan Dan Diterima Dihadapan Tim Penguji Pada tanggal 20 Desember 2013

Tim Penguji : Dosen Pembimbing

1.

Ir. Mu’tasim Billah, MT. Ir. Nurul Widji Triana, MT. NIP. 19600504 198703 1 001 NIP. 19580801 196703 1 001

2.

Ir, Retno dewati, MT. NIP. 19600112 198703 2 001 3.

Ir. Suprihatin,MT. NIP. 19630508 199203 2 001

Mengetahui,

Dekan Fakultas Teknologi Industri

Universitas Pembangunan “Veteran” Jawa Timur

Ir. Sutiyono, MT. NIP. 19600713 198703 1 001

LEMBAR PENGESAHAN

PABRIK SUPERPHOSPHATE

DARI PHOSPHATE ROCK DAN PHOSPHORIC ACID

DENGAN PROSES MEYERS

Oleh :

YULINDA DWI NARULITA

073101 0044

Disetujui untuk diajukan dalam ujian lisan

Mengetahui, Dosen Pembimbing,

v

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan rasa syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa dan dengan segala rahmat serta karuniaNya sehingga penyusun telah dapat menyelesaikan Tugas Akhir “Pra Rencana Pabrik Superphosphate Dari Phosphate

Rock Dan Phosphoric Acid Dengan Proses Meyers”, dimana Tugas Akhir ini merupakan tugas yang diberikan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan program pendidikan kesarjanaan di Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional Surabaya.

Tugas Akhir “Pra Rencana Pabrik Superphosphate Dari Phosphate Rock Dan Phosphoric Acid Dengan Proses Meyers” ini disusun berdasarkan pada

beberapa sumber yang berasal dari beberapa literatur , data-data , majalah kimia, dan internet.

Pada kesempatan ini kami mengucapkan terima kasih atas segala bantuan baik berupa saran, sarana maupun prasarana sampai tersusunnya Tugas Akhir ini kepada :

1. Bapak Ir. Sutiyono, MT

Selaku Dekan FTI UPN “Veteran” Jawa Timur

2. Ibu Ir. Retno Dewati, MT

Selaku Ketua Program Studi Teknik Kimia, FTI,UPN “Veteran” Jawa Timur.

3. Ibu Ir. Nurul Widji Triana, MT

Selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir.

4. Dosen Program Studi Teknik Kimia , FTI , UPN “Veteran” Jawa Timur.

5. Seluruh Civitas Akademik Program Studi Teknik Kimia , FTI , UPN “Veteran” Jawa Timur.

6. Kedua orangtua kami yang selalu mendoakan kami.

7. Semua pihak yang telah membantu , memberikan bantuan, saran serta dorongan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

Kami menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, karena itu segala kritik dan saran yang membangun kami harapkan dalam sempurnanya tugas akhir ini.

Sebagai akhir kata, penyusun mengharapkan semoga Tugas Akhir yang telah disusun ini dapat bermanfaat bagi kita semua khususnya bagi mahasiswa Fakultas Teknologi Industri Program Studi Teknik Kimia.

vii INTISARI

Perencanaan pabrik superphosphate ini diharapkan dapat berproduksi dengan kapasitas 45.000 ton superphosphate/tahun dalam bentuk padat. Pabrik beroperasi secara kontinyu berjalan selama 24 jam tiap hari dan 330 hari kerja dalam setahun.

Secara umum, kegunaan superphosphate pada tanah adalah untuk memacu pertumbuhan akar dan pembentukan sistem pengakaran yang baik, menambah daya tahan tanaman terhadap serangan hama dan penyakit, menggiatkan pertumbuhan jaringan tanaman dan menggemburkan tanah yang tandus. Secara singkat, uraian proses dari pabrik sodium hexametaphosphate sebagai berikut :

Pertama-tama phosphate rock direaksikan dengan phosphoric acid pada rotary kiln sehingga terbentuk superphosphate. Superphosphate kemudian diaglomerasi, dikeringkan dan dihaluskan sampai ukuran 20 mesh sebagai produk akhir pupuk superphosphate.

Pendirian pabrik berlokasi di Manyar, Gresik dengan ketentuan :

Bentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas

Sistem Organisasi : Garis dan Staff

Jumlah Karyawan : 198 orang

Sistem Operasi : Kontinyu

Waktu Operasi : 330 hari/tahun ; 24 jam/hari

Analisa Ekonomi :

* Massa Konstruksi : 2 Tahun

* Umur Pabrik : 10 Tahun

* Fixed Capital Investment (FCI) : Rp. 20.618.862.000 * Working Capital Investment (WCI) : Rp. 9.432.458.000 * Total Capital Investment (TCI) : Rp. 30.051.320.000 * Biaya Bahan Baku (1 tahun) : Rp. 87.393.965.000 * Biaya Utilitas (1 tahun) : Rp. 7.668.129.000

- Steam = 284.448 lb/hari

- Air pendingin = 184 M3/hari

- Listrik = 16.944 kWh/hari

- Bahan Bakar = 1.704 liter/hari

* Biaya Produksi Total (Total Production Cost) : Rp. 106.931.633.000 * Hasil Penjualan Produk (Sale Income) : Rp. 136.169.758.000 * Bunga Bank (Kredit Investasi Bank Mandiri) : 13,5%

* Internal Rate of Return : 38,31%

* Rate On Investment : 37,36%

* Pay Out Periode : 2,7 Tahun

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ……….……….………. ... i

KATA PENGANTAR ……….……….………. ... ii

INTISARI ……….……….……….……… ... iv

DAFTAR TABEL ……….……….……….…… ... vi

DAFTAR GAMBAR ……….……….……… ... vii

DAFTAR ISI ……….……….……….………… ... viii

BAB I PENDAHULUAN ……….……….……… ... I – 1

BAB II SELEKSI DAN URAIAN PROSES ……….…… ... II – 1

BAB III NERACA MASSA ……….……….…… ... III – 1

BAB IV NERACA PANAS ……….……….……… ... IV – 1

BAB V SPESIFIKASI ALAT ……….……….. ... V – 1

BAB VI PERENCANAAN ALAT UTAMA ………. ... VI – 1

BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATANKERJA …. .... VII – 1

BAB VIII UTILITAS ……….……….……… ... VIII – 1

BAB IX LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK……….. ... IX – 1

BAB X ORGANISASI PERUSAHAAN ……….………… ... X – 1

BAB XI ANALISA EKONOMI ……….……….… ... XI – 1

BAB XII PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN……… ... XII – 1

DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR TABEL

Tabel VII.1. Instrumentasi pada Pabrik ... VII - 5

Tabel VII.2. Jenis Dan Jumlah Fire – Extinguisher ... VII - 7 Tabel VIII.2.1. Baku mutu air baku harian ... VIII-7 Tabel VIII.2.3. Karakteristik Air boiler dan Air pendingin ... VIII-9

Tabel VIII.4.1. Kebutuhan Listrik Untuk Peralatan Proses

Dan Utilitas ... VIII-60

Tabel VIII.4.2. Kebutuhan Listrik Untuk Penerangan Ruang Pabrik

Dan Daerah Proses ... VIII-62 Tabel IX.1. Pembagian Luas Pabrik ... IX - 8 Tabel X.1. Jadwal Kerja Karyawan Proses ... X - 11 Tabel X.2. Perincian Jumlah Tenaga Kerja ... X - 13 Tabel XI.4.A. Hubungan kapasitas produksi dan biaya produksi ... XI - 8 Tabel XI.4.B. Hubungan antara tahun konstruksi dengan

Modal Sendiri ... XI - 9 Tabel XI.4.C. Hubungan antara tahun konstruksi dengan

Modal Pinjaman ... XI - 9 Tabel XI.4.D. Tabel Cash Flow ... XI - 10

Tabel XI.4.E. Pay Out Periode ... XI - 14

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar IX.1 Lay Out Pabrik ……….……….………… IX - 9

Gambar IX.2 Peta Lokasi Pabrik ……….……….……… IX - 10

Gambar IX.3 Lay Out Peralatan Pabrik ……….………. IX - 11

Gambar X.1 Struktur Organisasi Perusahaan ……….………… X - 14

Gambar XI.1 Grafik BEP ……….……….……… XI - 17

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Superphosphate merupakan salah satu jenis pupuk fosfat yang mengandung unsur hara (P = Phosphorus) yang sangat dibutuhkan oleh tanaman.

Superphosphate dapat dibuat dengan cara mereaksikan batuan fosfat dengan asam sulfat maupun asam fosfat dan menghasilkan Monocalcium Phosphate dan Dicalcium Phosphate.

Prinsip dari proses ini adalah merubah garam-garam yang tidak larut dalam air menjadi garam yang larut dalam air dan dapat diserap oleh tanaman.

Mineral Phosphate yang ditemukan oleh seorang ahli kimia Jerman, Brand pada tahun 1669 (Austin,1986), belum diketahui secara praktis penggunaannya sebagai pupuk dan masih terisolasi penyebarannya. Mula-mula pada 200 tahun sebelum Masehi oleh Carthaginians (Amerika Latin) menganjurkan untuk memanfaatkan hasil kotoran burung yang berjatuhan di suatu tempat untuk meningkatkan hasil pertanian. Suku Inca dari Peru meneliti Guano dan kotoran hasil aktifitas burung di pantai dengan jalan membuat suasana atau tempat yang cocok untuk kedua hewan tersebut, dengan harapan hasil aktifitasnya dapat terkumpul dan mempunyai nilai ekonomis.

2 Pengolahan dengan asam phosphate dan asam sulfat menambah kegunaan dan efisiensi phosphate untuk pertanian dan saat ini proses acidulasi dengan asam nitrat dengan asam phosphate kuat memberikan nilai tambah pada pupuk.

Karena mineral phosphate dianggap mempunyai nilai ekonomis, maka didapatkan alternatif mineral phosphate di beberapa tempat yang berbentuk galian Ffluorapatite, dengan variasi kadar Calsium, Fluorine, Iron, Alumminum dan Silicon. Rumus kimia Fluorapatite adalah CaF23Ca3(PO4)2 atau Ca10F2Ca3(PO4)6.

Batuan ini direaksikan dengan asam sulfat dan didapatkan Superphosphate.

I.2. Manfaat

Kegunaan terbesar dari superphosphate adalah pada bidang pertanian, yaitu sebagai pupuk. Secara umum, kegunaan superphosphate pada tanah adalah untuk memacu pertumbuhan akar dan pembentukan sistem pengakaran yang baik, menambah daya tahan tanaman terhadap serangan hama dan penyakit, menggiatkan pertumbuhan jaringan tanaman dan menggemburkan tanah yang tandus.

Tabel berikut adalah data produksi dan konsumsi pupuk Superphosphate di Indonesia, berdasarkan data dari Depperindag.

Tahun Kebutuhan (kg/th)

2007 28.778

2008 33.220

2009 34.650

2010 38.350

2011 41.335

Analisa data :

10.045 176.333 354.283.241 20.180.415 Digunakan metode Regresi Linier (Peters : 760), dengan persamaan :

y = a b(x x)

Pabrik direncanakan berproduksi pada tahun 2012 dengan masa konstruksi selama 2 tahun, maka x = 2012 , sehingga didapat kebutuhan pada tahun 2012,

y = 35.267 + 3.024 (x - 2.009) = 35.267 + 3.024 (2.012 - 2.009) = 44.340 ton/th

Untuk kapasitas pabrik terpasang direncanakan 50.000 ton/th

4 I.4. Sifat Bahan Baku dan Produk

Bahan Baku :

I.4.A. Phosphate rock (Perry 7ed : 1999)

Rumus Molekul : Ca3(PO4)2

Berat Molekul : 310

Warna : putih

Bentuk : tetragonal

Specific Gravity : 3,14 Melting Point ; C : 1670 Boiling Point ; C : -

Solubility / 100 parts , water : insoluble I.4.B. Phosphoric Acid (Perry 7ed : 1999)

Rumus Molekul : H3PO4

Berat Molekul : 98,00

Warna : tidak berwarna (jernih)

Bentuk : larutan pekat

Spesific Gravity : 1,834

Melting Point : 42,35 C

Boiling Point : 213 C Solubility, water : larut

Solubility, lainnya : larut dalam Alkali

Produk :

I.4.C. Super Phosphate (Perry 7ed : 1999)

Rumus Molekul : CaH4(PO4).H2O

Berat Molekul : 252,09

Warna : putih

Bentuk : trigonal

Specific Gravity : 2,22

Melting Point ; C : dekomposisi pada 200 C Boiling Point ; C : -